موتور دیزل با موتور بنزینی تفاوت های زیادی دارد. تولید گشتاور بالا در موتورهای دیزلی، بارزترین فرق این دو موتور احتراق داخلی است. موتورهای دیزل بیشتر در کامیون و ماشین آلات سنگین استفاده می گردد و از موتورهای بنزینی برای جابه جایی سریع در خودروهای سبک بهره می گیرند. سلطان گشتاور بالا در صنعت و جاده ها در دستان قدرتمند موتورهای دیزل است که کارایی آنان را در موارد خاص دو چندان کرده است. در این مقاله به سوال، چرا گشتاور موتورهای دیزلی معمولا از موتورهای بنزینی بیشتر است؟ پاسخ می دهیم در ادامه با اکستریم مگ همراه باشید تا از دلایل اصلی گشتاور بالا در این موتورها سر دربیاورید.
گشتاور موتور چیست؟
گشتاور در موتور به نیرویی که به میل لنگ وارد می شود و به حرکت دورانی و چرخشی تبدیل می گردد، اطلاق می شود. در واقع نیرویی که حرکت چرخ ها در ماشین را ایجاد می کند، همان نیروی گشتاور است. موتورهای دیزلی تحت شرایط و عوامل خاص، گشتاور بالایی در سرعت پایین و یا دور پایین موتور به وجود می آورند. در سیستم حمل و نقل و صنعت، این یک ویژگی مهم به شمار می آید که تحمل بارهای سنگین را ممکن می سازد.
گشتاور در موتور از حاصل ضرب نیروی وارده از طرف شاتون ها در طول میل لنگ به دست می آید و با واحد نیوتن متر اندازه گیری می شود.
گشتاور با قدرت موتور چه فرقی دارد؟
بسیاری از افراد گمان می کنند که گشتاور همان قدرت موتور است ولی بهتر است بدانید که این دو با یکدیگر تفاوت دارند. گشتاور در موتور همان نیروی چرخشی است که در موتور تولید می گردد. قدرت موتور را با واحد اسب بخار محاسبه می کنند و سرعتی که در آن نیروی چرخشی ایجاد می گردد را قدرت موتور می نامند. برای محاسبه و درک مفهوم ریاضی قدرت موتور باید گشتاور را در دور موتور ضرب کرد.
هر چقدر که میل لنگ در موتور با میزان ثابتی از نیرو و سریع تر بچرخد، قدرت موتور بیشتری به وجود می آید. افزایش قدرت در موتور، سرعت و شتاب ماشین را بیشتر می نماید. قدرت موتور در ماشین های اسپرت و سرعتی یک فاکتور مهم و حیاتی است. در طرف مقابل گشتاور(Torque) میزان کشش را افزایش می دهد و برای کامیون ها و در راستای حمل بار سنگین گزینه مناسبی هستند.
دلایل اصلی گشتاور بالا در موتورهای دیزلی
برای ایجاد گشتاور عوامل مختلفی نظیر طول بالای شاتون (کورس پیستون)، توربو شارژر و ضریب تراکم سوخت دخیل هستند که در ادامه آن ها را شرح می دهیم. البته انرژی سوخت دیزل یا همان گازوئیل نیز در این فرآیند تاثیرگذار است.
کورس پیستون
در طراحی موتورهای دیزلی از سیلندرهایی با طول بیشتر استفاده می کنند تا میزان گشتاور موتور افزایش یابد. فرض کنید که برای باز کردن یک پیچ به جای یک آچار کوچک از آچاری بزرگتر استفاده کنید در این حالت نیروی گشتاور بیشتری را بر پیچ اعمال کردید. شاتون قطعه ای در موتور است که در بخش سیستم احتراق و سیلندر قرار دارد و افزایش طول آن با گشتاور موتور رابطه مستقیم دارد.
ساختار شاتون بلندتر موجب می گردد که نیروی اهرمی بیشتری به میل لنگ وارد شود. اجزای داخلی موتور دیزل به گونه ای طراحی شده است که فشار و تراکم بالا را به خوبی تحمل کند و همین عامل باعث کاهش دورگرفتن موتور می گردد. معمولا دور ۴۰۰۰ برای موتورهای دیزل، بالا به حساب می آید. در موتورهای بنزینی کورس پیستون از قطر سیلندر کمتر است و این عامل باعث دور گرفتن بهتر ماشین می شود.
توربو شارژر
سیستم توربو شارژر در موتورهای دیزلی، عملیات فشرده سازی هوای ورودی به موتور را انجام می دهد که به موجب آن هوای بیشتری در محفظه سیلندر وارد می شود و سوخت گازوئیل به صورت بهینه تری مصرف می گردد و خروجی گشتاور موتور افزایش می یابد.
سوخت دیزل
گازوئیل دارای ترکیب شیمیایی با چگالی بالا است. این بدان معنی است که هر واحد سوخت دیزل انرژی بیشتری نسبت به بنزین در خود ذخیره دارد. موتورهای دیزلی می توانند انرژی بیشتری در هر احتراق تولید کنند بنابراین نیروی بیشتری برای گشتاور موتور مهیا می شود.
ضریب تراکم سوخت
در موتورهای بنزینی، هوا و سوخت توسط جرقه شمع مورد احتراق قرار می گیرند این سیستم در موتورهای دیزل بدون کمک شمع و یا کاربراتور انجام می گیرد. سیستم احتراق موتور دیزل با فشرده سازی هوا کار می کند.
موتورهای دیزلی نسبت تراکم بالاتری دارند که هوا قبل از احتراق تحت فشار بیشتری قرار می گیرد و این عامل باعث احتراق بهینه تر و گشتاور بیشتر می گردد.
جمع بندی
گشتاور بالا در موتورهای دیزل با حمل بارهای سنگین و صنعت گره خورده است. درست است که گشتاور بالا در موتور دیزل سرعت و دور بالای موتور را قربانی خود می کند ولی موتورهای دیزل یکی از الزامات یک جامعه مدرن است. در این مقاله به سوال، چرا گشتاور موتورهای دیزلی معمولا از موتورهای بنزینی بیشتر است؟ به طور کلی پاسخ دادیم.
